DESI té el propòsit de cartografiar la distribució de l’estructura a gran escala de l’univers, abastant-ne un volum enorme i un rang ampli de distàncies cap al passat, basant-se en els desplaçaments cap al roig de les galàxies. A partir de les imatges d’un terç del cel nocturn, DESI pre-seleccionarà per a observar uns 30 milions de galàxies; utilitzarem els desplaçaments cap el roig d’aquestes galàxies per a construir un mapa tridimensional de l’univers.
El cartografiat de DESI es basa en 4 classes principals de galàxies que descriurem a continuació en ordre de la seva distància a nosaltres:
- Galaxies Brillants (BGs). DESI lliurarà un mapa detallat de galàxies brillants, arribant a un desplaçament cap al roig de 0.4 i incloent galàxies fins a la magnitud 20. Aquests objectes són suficientment brillants com per ser observats fins i tot quan la lluna és gairebé plena. Malgrat ser molt fàcils d’observar, aquests objectes igualment tenen un gran valor científic perquè ens permeten entendre l’univers més tardà, el més proper a nosaltres, quan l’expansió accelerada de l’univers és la més dominant.
- Galàxies LLuminoses Rojes (LRGs). Aquestes galàxies són les més massives i estan compostes principalment per estrelles velles. Poden observar-se a distàncies considerables i, degut al seu color vermell, són fàcils de pre-seleccionar en les mostres d’imatges. Amb elles, el cartografiat de galàxies arribarà al desplaçament cap al roig de 1.
- Galàxies amb Línies d’Emissió (ELGs). Conformaràn la mostra més gran de DESI. Són galàxies llunyanes i febles però que tenen una formació estel·lar vigorosa, i les estrelles joves i d’alta temperatura que contenen produeixen unes línies d’emissió característiques, les quals DESI pot detectar fina a un desplaçament cap al roig de 1.6.
- Quàsars. Per anar encara més lluny, DESI observarà una mostra de quàsars. Aquestes galàxies allotgen al seu centre un forat negre supermassiu, el qual acumula gradualment grans quantitats de gas brillant doncs aquest gas arriba a moure’s amb velocitats relativistes. Els quàsars brillen molt més que la totalitat d’estrelles de la mateixa galàxia permetent que DESI els detecti fins a un desplaçament cap al roig de 3.5, inclús més lluny.
Una aplicació extra, però important, de la mostra de quàsars és que el seu espectre electromagnètic resulta modificat pel gas intergalàctic que hi ha entre el quàsar i nosaltres. L’hidrogen neutre present en el gas intergalàctic produeix una absorció en una longitud d’ona particular en la zona ultravioleta de l’espectre ( a 121.6 nanòmetres); a la vegada aquest patró d’absorció queda desplaçat cap a longituds d’ona visibles degut a l’alt desplaçament cap el roig del gas. L’efecte produït s’anomena el bosc de Lyman-alfa, i significa que cada un dels espectres dels quàsars no només ens informa de la seva distància en el mapa, sinó que també ens traça la distribució de l’hidrogen intergalàctic al llarg de la línia de visió.
Per últim, DESI també observarà estrelles de la nostra pròpia galàxia, contribuint al coneixement que tenim de la composició química i de la cinemàtica de la Via Làctea, particularment per ajudar a la investigació del paper de la matèria fosca.
